在当前我国加快实施新型城市化战略的背景下,对城市空间格局变化的研究仍是一个十分重要的课题。受多种因素影响,城市空间格局在不断发生变化。目前国内外学者对城市格局变化过程已开展了大量研究,其中基于DMSP/OLS夜间灯光数据对城市时空格局进行探讨也是当今研究的热点。由于新疆地理位置的特殊性,新疆的发展对中国发展起着至关重要的作用,而借助夜间灯光数据对新疆城市的研究较少,因此对新疆城市的时空格局变化开展研究具有重要理论意义。本文选取2001年、2005年、2009年和2013年四期稳定DMSP/OLS夜间灯光数据影像,以新疆维吾尔自治区的十个主要城市为研究对象,综合运用RS和GIS手段对新疆城市的夜间灯光数据进行时空分析,研究其形态特征。并探讨不同区域经济发展水平的时空异质性,以弥补统计数据在空间描述上的不足,丰富城市地理学和城市科学的理论研究,及时掌握城市发展脉络,为新疆城市均衡发展提供可靠理论基础。本文主要研究内容及结论如下:(1)基于DMSP/OLS夜间灯光影像,通过参考统计资料中的建成区面积对新疆十个城市的建成区进行提取,确定城市建成区边界范围。同时,借助Google Earth影像、Landsat 8遥感影像对提取结果进行空间验证。研究表明,该方法能够较精确地提取城市建成区范围,夜间灯光影像在空间上能够表征城市建成区。(2)通过时间序列的城市紧凑度、城市扩张强度、城市扩张弹性系数、城市发展重心等指标的计算,衡量城市发展步伐的合理性,量化城市时空格局变化。研究表明,存在城市问题的主要有乌鲁木齐市与昌吉市。城市发展需注意市区改造,扩张速度过快会造成城市资源浪费。喀什市近年来处于快速向外扩张的阶段,各项发展指标良好,发展模式值得其他城市借鉴。(3)在新疆DMSP/OLS夜间灯光影像上,灰度值较高的灯光像元多集中于国道和省道附近,逐渐形成了许多以交通为纽带的城市体系,充分说明了交通便利度对地区发展的重要性。2013年新疆城市夜间灯光高值像元较2001年呈现出以主要城市为中心不断向四周扩张的动态发展趋势。城市之间的联系越来越紧密,在发展自身经济的同时也带动了沿线城市的发展。(4)基于灯光数据构建一个无需加权相对简单的灯光指数CNLI,该指数能够反映地区经济发展状况,灯光指数越大则表明该地区经济发展水平越好。经计算得出:石河子市、喀什市、伊宁市的灯光指数较高,小面积城市成为新疆发展的热点。结合相关统计数据,利用逐步回归法探讨灯光指数的变化机制,构建一个能够预测灯光指数的回归模型。经分析发现,灯光指数主要与城镇村及工矿用地占总面积的比例有关。该模型的R~2为0.873,说明利用城镇村及工矿用地占总面积的比例能够较准确地预测地区灯光指数。